Forskere fra University of California San Diego har offentliggjort en ny undersøgelse, der belyser, hvordan ændringer i tarmmikrobiomet kan have betydning for behandling af metaboliske sygdomme. Tarmmikrobiomet, der består af en række bakterier og mikroorganismer i vores fordøjelsessystem, er vigtigt for vores evne til at omdanne mad til energi. Mange af disse mikrober følger rytmiske aktivitetscykler i løbet af dagen, men fedtrige diæter kan forstyrre disse cykler og bidrage til metaboliske sygdomme.
Forskerne anvendte en metode kaldet tidsbegrænset spisning (TRF), hvor kostindtaget begrænses til et kort tidsvindue hver dag. Denne metode blev brugt på mus, der fik en fedtrig diæt, for at genoprette de normale mikrobiologiske rytmer. Gennem analyse af de daglige udsving i mikrobiologisk genudtryk identificerede de et specifikt enzym, bile salt hydrolase (BSH), som ser ud til at spille en rolle i beskyttelsen af metabolisk sundhed.
Mus, der blev givet denne modificerede bakterie med bsh-genet indført, viste tegn på mindre kropsfedt, bedre insulinfølsomhed og forbedret glukosekontrol, hvilket efterlignede de positive effekter af tidsbegrænset spisning. Resultaterne kan få betydning for udviklingen af målrettede behandlinger for overvægt, diabetes og andre metaboliske sygdomme hos mennesker.
I undersøgelsen brugte forskerne metatranscriptomics, der måler realtids genudtryk i tarmbakterier. Dette gjorde det muligt for dem at se, hvordan tidsbegrænset spisning påvirkede mikrobernes aktivitet, noget som traditionelle metoder ikke kunne fange. De fandt, at TRF beskyttede musene mod metaboliske dysfunktioner, selv når de indtog en fedtrig diæt, og at det fremmer nyttige ændringer i mikrobernes funktion i takt med madindtaget.
Ved hjælp af metatranscriptomics kunne forskerne spore fluktuationer i mikrobiologisk genaktivitet, som hæftede sig tæt til tidspunktet for madindtagelse. Selvom TRF ikke fuldstændigt genskabte de funktionelle cykler, der sås hos sunde mus, førte det til betydelige ændringer i mikrobers aktivitet, som var tidsafhængige.
Forskningsholdet kunne se, at TRF også resulterede i udtrykket af bsh-genet i bakterien Dubosiella newyorkensis i tarmen, som har en funktionel ækvivalent hos mennesker. Ved at konstruere en række tarmbakterier med forskellige versioner af bsh-genet fandt de, at kun en bestemt version førte til metaboliske forbedringer hos musene.
Forskningen åbner op for muligheden for at designe målrettede mikrobielle behandlinger, som kan forbedre metabolisk sundhed. Det næste skridt for forskerne er at teste disse ingeniørbakterier i mus med fedme eller diabetes for at se, om de positive effekter også holder i sygdomsmodeller. Indsigt i tidsafhængige mikrobiologiske gener vil muligvis føre til udviklingen af flere behandlingsmuligheder, der kan hjælpe med at forbedre metabolisk sundhed.